论文部分内容阅读
本论文以某型履带式起重机结构为研究对象，以有限元法和机械动力学为理论基础和分析手段，运用参数化技术、三维绘图软件Pro/ENGINEER以及有限元分析软件ANSYS等工具，主要对承载结构件做产品设计阶段的基础性分析。此外，针对臂架结构相对其它结构件故障率较高、质量较大等实际问题，研究其动态特性并进行优化设计。本文的主要研究工作如下：
首先，本文根据模型简化理论，建立合理的臂架力学模型。利用ANSYS的内部语言APDL以及参数化技术编制了履带式起重机臂架结构的有限元参数化建模程序。在臂架力学模型基础上，采取整体模型和局部细化模型相结合的方法，进行实际作业下的最危险工况刚度、强度等静力学计算以及稳定性校核，研究结构件失稳(屈曲)的条件。
使用三维绘图软件Pro/ENGINEER建立平台、底座和履带架部分的几何模型，然后导入ANSYS软件建立相应的有限元实体模型。并进行相应危险工况下的刚度、强度等静力学特性研究，计算得出有参考价值的结论。
然后，本文对该机臂架结构进行了动力学特性研究。利用APDL语言编写模态分析和瞬态分参数化命令流文件，选取ANSYS内置的Modal和Transient求解器分别求解。计算得出臂架结构的前8阶固有频率，绘制出相应的主振型图，并与该起重机振源频率进行对比分析。研究该机臂架结构突然起升工况下对动载荷的瞬态动力响应，推导得出该机起升速度范围。为提高臂架的设计质量和起重机的正确运行使用提供理论依据。
最后，本文针对臂架结构质量在结构总质量中所占比例高，且其主弦管强度储备量较大的实际情况，进行结构优化设计研究，最终得出更加合理的结构，充分利用材料的性能。
本文研究方法与结论对履带式起重机的设计及产品开发具有较好参考价值和一定的指导意义。